【文章內(nèi)容簡介】 γ受體亞基彼此不緊密結(jié)合，但它們的膜內(nèi)結(jié)構(gòu)域特異地與JAKl和JAK2結(jié)合，JAKl通過IFNGRl上膜內(nèi)結(jié)構(gòu)域臨近膜的區(qū)域中4個(gè)氨基酸殘基(266LPKS269)與之聯(lián)結(jié)，JAK2則聯(lián)結(jié)在IFNGR2膜內(nèi)結(jié)構(gòu)近膜區(qū)的富含脯氨酸的12個(gè)序列殘基(263PPSIPLQIEEYL274)上。 功能上活躍的IFNγ是同體二聚體，結(jié)合到兩個(gè)IFNGRl亞基上，然后為兩個(gè)IFNGR2亞基的結(jié)合產(chǎn)生出結(jié)合位點(diǎn)，在由此形成的對(duì)稱性信號(hào)傳遞復(fù)合體中，受體亞基在細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)域及所帶的非活性JAKs緊密相鄰，JAKl和JAK2再在自主磷酸化和轉(zhuǎn)移磷酸化作用下依次活化，JAK2首先被活化，活化后的結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)出酶的作用，并對(duì)JAKl進(jìn)行活化。 一旦活化后，結(jié)合了受體的JAKs對(duì)IFNGRl近C末端含酪氨酸的5殘基序列(440YDKPH444)磷酸化，使其為STATl的結(jié)合形成配對(duì)的配體誘導(dǎo)的錨定位點(diǎn)。兩個(gè)潛在的STATl蛋白這時(shí)結(jié)合到這些位點(diǎn)上，因?yàn)镾H2識(shí)別酪氨酸磷酸化的YDKPH序列，結(jié)合受體的STATl蛋白上靠近C端的701位酪氨酸殘基又被與受體相連的激酶磷酸化，磷酸化了的STATl蛋白從受體上脫離，形成一同體二聚體，在依賴Ran/Tc4的GTPase活性機(jī)制作用下，轉(zhuǎn)位到核內(nèi)，STATl同體二聚體結(jié)合到IFNγ誘導(dǎo)性基因的特異GAS序列并激活其表達(dá)。STATl同體二聚體的轉(zhuǎn)錄活性還可被MAP激酶特異作用，對(duì)其727位絲氨酸殘基磷酸化而使活性加強(qiáng)。 最近才對(duì)IFNγ信號(hào)的負(fù)調(diào)節(jié)作用有所了解，在某些細(xì)胞中，如T細(xì)胞，IFNγ能通過抑制IFNGR2的mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)來降低細(xì)胞對(duì)IFNγ敏感性，但敏感性降低是否也在其他細(xì)胞類型中存在尚不清楚，受IFNγ作用被活化后的IFNGRl亞基即迅速脫磷酸化，雖然還沒有資料顯示IFNγ受體與特定的磷酸酶相連，但受體的脫磷酸化可能是由細(xì)胞通用磷酸酶作用的結(jié)果，IFNγ以及幾類其他細(xì)胞素能誘導(dǎo)稱為SOCS/JAB/SSI的蛋白家族的表達(dá)，這些蛋白可與JAKs結(jié)合并抑制其活性，這一工作揭示細(xì)胞素通過誘導(dǎo)抑制JAK活性的蛋白的合成使細(xì)胞脫敏感性，雖然這些蛋白在細(xì)胞內(nèi)過度表達(dá)后表現(xiàn)出對(duì)IFNγ誘導(dǎo)的生物學(xué)反應(yīng)的抑制作用，但還沒有足夠的信息來確定其作為酶或細(xì)胞素的特異性，自然，對(duì)這些新蛋白的研究將為了解JAKSTAT途徑提供新的資料。 IFNγ經(jīng)JAKSTAT的信號(hào)傳遞途徑及信號(hào)傳遞的特異性問題，通過對(duì)小鼠STATl基因敲除獲得的突變體研究進(jìn)行了生理性揭示。STATl突變小鼠表現(xiàn)出正常的組織和器官發(fā)育表型，能產(chǎn)生正常數(shù)量和分布的免疫細(xì)胞，并能繁殖后代，然而，這些小鼠的細(xì)胞對(duì)IFNγ或IFNα都不能產(chǎn)生明顯的生物學(xué)反應(yīng)，在抵抗微生物和病毒的感染能力上表現(xiàn)出嚴(yán)重的缺陷，相反，體外激活STAT3和STATl表明，STATl突變的小鼠對(duì)一些其他的細(xì)胞素如生長激素、表皮生長因子(EGF)和白細(xì)胞介素(IL)10的反應(yīng)并不表現(xiàn)出異常，綜合起來，這些結(jié)果顯示，在生理?xiàng)l件下，IFNγ(多數(shù)情況下也包括IFNα/β) 誘導(dǎo)的生理反應(yīng)要求有STATI的參與，而且STATl的作用也主要局限于這一信號(hào)途徑，因此推測，IFNγ信號(hào)傳遞的特異性主要是由STATl兩步過程的瞬時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的，第一步是將STATl結(jié)合到膜上被激活的受體所形成的特異接納位點(diǎn)上，第二步是激活的STATl二聚體進(jìn)入細(xì)胞核激活一系列細(xì)胞素誘導(dǎo)性基因的表達(dá)。STATl可能與其他轉(zhuǎn)錄因子反應(yīng)來修飾其激活基因表達(dá)的能力，例如，IFNγ依賴性誘導(dǎo)927基因的表達(dá)被STATl同體二聚體p48復(fù)合體與ISRE而不是GAS元件的反應(yīng)來傳遞，此外，IFNγ誘導(dǎo)ICAMl基因的表達(dá)也依賴STATl與轉(zhuǎn)錄因子Spl的反應(yīng)，只有兩蛋白都與DNA結(jié)合時(shí)基因才能表達(dá)。綜上所述，IFNγ對(duì)細(xì)胞類型特異基因的誘導(dǎo)至少可以部分解釋為細(xì)胞特異的正負(fù)調(diào)控因子對(duì)STATl的作用加以修飾的結(jié)果。1．2 α和β干擾素途徑響應(yīng)IFNα/β的主要途徑要求兩受體亞基、兩個(gè)JAKs，兩個(gè)STATs和IRF家族的轉(zhuǎn)錄因子p48的參與，形成一個(gè)多亞基的復(fù)合體，目前勾畫的IFNα/β誘導(dǎo)的分子機(jī)制還比較粗略，只有對(duì)主要成員單獨(dú)或彼此結(jié)合形成的三維結(jié)構(gòu)加以分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)這些結(jié)構(gòu)加以操作，提示出對(duì)功能起關(guān)鍵作用的具體反應(yīng)，才能精細(xì)了解IFNα/β的信號(hào)傳遞過程。 IFNα/β信號(hào)的大致過程包括5個(gè)主要步驟:1)IFN誘導(dǎo)細(xì)胞后，胞外受體在IFN的驅(qū)使下形成二聚體，導(dǎo)致2)啟動(dòng)級(jí)聯(lián)的細(xì)胞內(nèi)酪氨酸磷酸化酶，使3)磷酸化的STATs形成二聚體，被激活后4)轉(zhuǎn)移至核內(nèi)，5)結(jié)合到特異的DNA序列上激活轉(zhuǎn)錄，目前對(duì)這一反應(yīng)過程的起始部分了解得較多些，另外還了解了對(duì)IFN激活基因(ISGs)在IFN缺乏時(shí)的抑制原理，以及在IFN持續(xù)存在時(shí)對(duì)初始信號(hào)反應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)，除這一主途徑外，IFNα/β還行使幾條其他的途徑，盡管這些途徑的生化證據(jù)很有說服力，但對(duì)其生理作用還知之甚少，很明顯，不同的IFNα/β亞型可以激活截然不同的輔助反應(yīng)途徑，其機(jī)理可能涉及圖1所示不同的新途徑。 目前從分子水平已經(jīng)了解的情況，受體有兩個(gè)主亞基：IFNARl(舊文獻(xiàn)稱a亞基)和IFNAR2c(βL亞基)，IFNAR2亞基細(xì)胞外側(cè)的IFNAR2a結(jié)構(gòu)域?yàn)榭扇苄缘?，IFNAR2b(也稱βs亞基)上帶有一個(gè)短的可通過拼接改變的胞質(zhì)域，當(dāng)過量表達(dá)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生主要的負(fù)作用活性，只有IFNAR2c在IFNAR2基因抑活了的突變細(xì)胞系中恢復(fù)IFNα/β的信號(hào)過程，與IFNα/β受體的情形相反，IFNARl和IFANAR2都不能單獨(dú)與IFNα/β結(jié)合，而當(dāng)兩亞基聯(lián)合后則與IFNα/β具有很強(qiáng)的親和力，一旦與IFNα/β結(jié)合上，級(jí)聯(lián)作用即開始啟動(dòng)，首先對(duì)預(yù)先聯(lián)系在IFNARl上的Tyk2磷酸化，預(yù)先結(jié)合在IFNAR2c上的JAKl能對(duì)Tyk2磷酸化和將其激活，激活了的Tyk2又反過來對(duì)JAKI磷酸化并使其進(jìn)一步激活，Tyk2還起到一定的結(jié)構(gòu)作用，因?yàn)樵赥yk2無效的細(xì)胞中IFNARl的量較少，激活的JAKl和Tyk2負(fù)責(zé)對(duì)IFNARl中的Y466，STAT2中的Y690和STATl中的Y701依次磷酸化激活。干擾素誘導(dǎo)的抗病毒活性IFNs賦予細(xì)胞抗病毒作用是其基本的功能，也是其得以發(fā)現(xiàn)和研究的原因 IFNs對(duì)高等脊椎動(dòng)物的生存至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈優(yōu)榭褂《镜那趾μ峁┝说谝坏婪谰€，較免疫反應(yīng)要早幾小時(shí)至幾天的時(shí)間，IFNα/β和INFγ受體缺損的小鼠對(duì)病毒的感染特別敏感，足見干擾素抗病毒作用的重要性，IFN誘導(dǎo)的抗病過程為對(duì)付不同的病毒，產(chǎn)生了多條途徑，也衍生了幾種抗病機(jī)制，病毒復(fù)制的每一階段似乎都受到IFN相應(yīng)反應(yīng)的抑制作用，包括侵入及脫衣殼(如SV40，反轉(zhuǎn)錄病毒)，轉(zhuǎn)錄(流感病毒、囊炎病毒)，RNA的穩(wěn)定性(細(xì)小核糖核酸病毒)，翻譯起始(呼腸孤病毒、腺病毒、牛痘病毒)，成熟與組裝及釋放(反轉(zhuǎn)錄病毒、囊炎病毒)。 IFN誘導(dǎo)的抗病毒機(jī)制主要有3條途徑，既PKR(依賴dsRNA的蛋白激酶途徑)、25A合成酶途徑和Mx蛋白質(zhì)途徑，這3條途徑的具體作用過程已經(jīng)了解得比較清楚，可以歸納為圖1所示。　PKR途徑：PKR(依賴dsRNA的蛋白激酶)是一種絲氨酸一蘇氨酸激酶，在控制基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯中有多重功能，PKR通常是不活躍的，但一旦結(jié)合了dsRNA，它便進(jìn)入自主磷酸化和隨后的不依賴dsRNA的底物磷酸化，PKR的N端為調(diào)節(jié)區(qū)，有兩個(gè)保守的dsRNA結(jié)合基點(diǎn)(motif)，第一個(gè)基點(diǎn)含有與dsRNA結(jié)合的高度保守性氨基酸序列，與dsRNA結(jié)合，與PKR結(jié)合的dsRNA則沒有序列上的特殊要求。C端為催化活性結(jié)構(gòu)域，但這一活性在dsRNA結(jié)合前是封閉的，當(dāng)N端基點(diǎn)上結(jié)合dsRNA后，可能通過蛋白質(zhì)構(gòu)型的改變，使C端的酶活性表現(xiàn)出來，活化的PKR能對(duì)蛋白質(zhì)合成的起始因子elF2的a亞基磷酸化，導(dǎo)致elF2GDP和循環(huán)因子elF2B形成無活性的復(fù)合體，使蛋白質(zhì)合成迅速停止。 25A系統(tǒng)是一個(gè)多酶參與的IFN誘導(dǎo)系統(tǒng)，病毒dsRNA激活25A合成酶，產(chǎn)生一系列短的2，5寡腺苷酸(25A)，25A再激活25A依賴性Rnase L，Rnase L的作用使大量單鏈RNA水解，由多個(gè)基因編碼這些25A合成酶，在細(xì)胞的多個(gè)部位以不活躍的單體形式存在，25A與之結(jié)合后，誘導(dǎo)其形成同體二聚體的活性形式，RNaseL的活性是雙向的，其N端與25A的結(jié)合有關(guān)，C端為酶活性相關(guān)的結(jié)構(gòu)域Rnase L活性由小分子激活的特性，為藥物的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了一個(gè)很好的突破□，甚至哺乳動(dòng)物的25A系統(tǒng)被克